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到目前為止，暗物質已經躲過了科學家們尋找它的最佳嘗試。 天文學家知道這種看不見的物質主宰著我們的宇宙，並在引力上牽引著普通物質，但他們不知道它是由什麼構成的。 自 2009 年以來，然而，從銀河系核心（據信暗物質特別稠密的地方）輻射出的可疑伽馬射線引起了研究人員的興趣。 一些人想知道，這些射線是否可能是在暗物質粒子碰撞引起的爆炸中發射出來的。 現在，一個新的伽馬射線訊號，結合已經探測到的訊號，提供了進一步的證據表明情況可能如此。
對暗物質的一種可能的解釋是，它是由理論上的“弱相互作用大質量粒子”，或 WIMP 構成的。 每個 WIMP 都被認為是物質和反物質，因此當兩個 WIMP 相遇時，它們應該像物質和反物質一樣接觸時湮滅。 這些爆炸會產生伽馬射線，這正是天文學家在來自 費米伽馬射線太空望遠鏡 的資料中，在銀河系中心大量觀察到的。 爆炸也可能產生宇宙射線粒子——高能電子和正電子（電子的反物質對應物）——然後它們會從銀河系中心高速射出，有時會與星光粒子碰撞，賦予它們能量提升，將其提升到伽馬射線範圍。 科學家們首次探測到與第二種過程（稱為逆康普頓散射）的預測相符的光，這種過程應該產生在空間上更分散，並且能量範圍與暗物質湮滅直接釋放的伽馬射線不同的伽馬射線。
“從他們的工作中可以清楚地看出，存在額外的逆康普頓伽馬射線成分，”費米國家加速器實驗室的天體物理學家丹·胡珀說。他沒有參與這項研究，但最初指出費米望遠鏡資料中可能存在暗物質訊號。“這樣的成分可能來自相同的暗物質，正是這些暗物質產生了我們多年來一直在談論的主要 伽馬射線訊號。” 加州大學爾灣分校的科學家安娜·誇和凱沃克·阿巴扎吉安於 10 月 23 日在日本名古屋舉行的第五屆國際費米研討會上介紹了 這項新研究，並將他們的論文提交給了《物理評論快報》。
所有這些有趣的伽馬射線都不是暗物質的決定性證據。 其他天體物理過程，例如被稱為脈衝星的自旋恆星，也可以產生這兩種型別的訊號。 “你可以用天體物理學建立模型來複制所有這些，”阿巴扎吉安說。“但暗物質的情況是最容易解釋的，而且越來越多的證據不斷積累。”
費米望遠鏡官方團隊 長期以來一直謹慎地根據他們的資料得出關於暗物質的結論。 但在上週的研討會上，該小組展示了他們自己對不明原因的伽馬射線的分析，並得出結論，儘管多種假設都符合資料，但暗物質最符合。 “這是個重大新聞，因為這是他們第一次承認這一點，”阿巴扎吉安說。 加州大學爾灣分校的天體物理學家、費米合作組織銀河系中心分析團隊成員西蒙娜·穆爾吉亞介紹了該團隊的發現。 她說，銀河系中心的複雜性使得很難確定過量的伽馬射線是如何產生的，以及這些光是否可能來自普通的“背景”源。 “這是一個非常有趣的說法，”她評價阿巴扎吉安的分析時說。“然而，由於我們對背景的理解不完整，因此在該天空區域探測擴充套件的超額輻射變得複雜。”
如果天文學家能在其他星系中找到類似的 WIMP 湮滅證據，例如圍繞銀河系執行的二十幾個左右的矮星系，那麼暗物質的解釋看起來會更可信。“非凡的主張需要非凡的證據，我認為一個令人信服的發現主張可能需要在另一個位置——或透過非天體物理實驗——以及銀河系中心找到相應的訊號，”麻省理工學院天體物理學家特蕾西·斯拉特耶說，她也研究過來自銀河系中心的費米資料。
非天體物理實驗包括少數所謂的地球上的 直接探測實驗，這些實驗旨在在 WIMP 極其罕見地撞擊普通物質原子時捕獲它們。 然而，到目前為止，這些實驗都沒有發現任何暗物質的證據。 相反，它們穩步削減了可能存在的 WIMP 型別的數量。
其他軌道實驗，例如國際空間站上的阿爾法磁譜儀 (AMS)（用於探測宇宙射線），也未能找到暗物質的確鑿證據。 事實上，AMS 的結果似乎與將暗物質與費米觀測結果聯絡起來的最基本解釋相沖突。 “大多數人都會同意，銀河系中心正在發生一些相當意想不到的事情，如果最終證明是暗物質湮滅訊號，那將是非常令人興奮的，”阿姆斯特丹大學的克里斯托夫·韋尼格說，他是另一位研究過銀河系中心的天體物理學家。“但是我們必須首先在其他獨立觀測中找到佐證證據，才能證實這種解釋。 還需要做更多的工作。”